Изменение климата, 2001 г. Научные аспекты

	Другие доклады в этой подборке

C.2 Наблюдаемые изменения в других радиационно значимых газах

Атмосферный озон (O₃)

Озон (O₃) является важным парниковым газом, присутствующим как в стратосфере, так и в тропосфере. Роль озона в радиационном балансе атмосферы сильно зависит от той высоты, на которой происходят изменения в концентрациях озона. Изменения в концентрациях озона варьируются также и в пространственном распределении. Далее, озон не является газом, непосредственно выбрасываемым в атмосферу, а образуется в самой атмосфере в результате фотохимических процессов, в которых участвуют как естественные, так и антропогенные вещества — его предшественники. После своего образования в атмосфере озон сохраняется в ней сравнительно недолго, в течение промежутков времени от нескольких недель до нескольких месяцев. Вследствие этого оценка радиационной роли озона является более сложной и гораздо менее определенной, чем для названных выше долго сохраняющихся и перемешанных в глобальном масштабе парниковых газов.

Наблюдавшееся истощение озонового слоя в стратосфере в течение двух последних десятилетий привело к отрицательному воздействию в 0,15 ± 0,1 Вт.м^-2 (т.е. возникла тенденция к охлаждению) в системе «поверхность-тропосфера». В дополнительном докладе к научной оценке МГЭИК под названием «Изменение климата, 1992 г.» сообщалось, что истощение озонового слоя под влиянием антропогенных галоидуглеродов ведет к отрицательному радиационному воздействию. Оценочные значения, показанные на рисунке ТР-9, несколько больше по величине, чем значения, приведенные в ВДО, что связано с продолжавшимся истощением озонового слоя в течение последних пяти лет, и являются более определенными, поскольку были получены результаты моделирования в рамках более значительного ряда исследований. Исследования с использованием моделей общей циркуляции показывают, что несмотря на неоднородность истощения озона (например в нижнем слое стратосферы в высоких широтах) такое отрицательное воздействие соотносится с уменьшением приземной температуры пропорционально величине отрицательного воздействия. Таким образом, это отрицательное воздействие в течение двух последних десятилетий сбалансировало некоторую часть положительного воздействия, которое возникало под влиянием долго сохраняющихся и полностью перемешанных в глобальном масштабе парниковых газов (рисунок ТР-9). Основным источником неопределенности при оценке отрицательного воздействия являются неполные знания об истощении озона около тропопаузы. Расчеты с помощью моделей показывают, что увеличение проникновения ультрафиолетового излучения в тропосферу в результате истощения озонового слоя в стратосфере ведет к увеличению темпов удаления таких газов, как CH₄, из атмосферы, усиливая тем самым отрицательное воздействие, связанное с истощением озона. Если озоновый слой в будущих десятилетиях восстановится благодаря действию Монреальского протокола относительно современного уровня, будущее радиационное воздействие, связанное со стратосферным озоном, станет, согласно прогнозам, положительным.

Глобальное среднее радиационное воздействие, связанное с увеличением тропосферного озона в период после доиндустриальной эры, увеличило, согласно оценкам, воздействие, связанное с антропогенными парниковыми газами, на 0,35 ± 0,2 Вт.м^-2. Это означает, что тропосферный озон является третьим наиболее значимым парниковым газом после СО₂ и CH₄. Озон образуется в результате фотохимических реакций, и его будущие изменения будут определяться, среди прочего, выбросами CH₄ и загрязняющих веществ (как отмечено ниже). Концентрации озона реагируют сравнительно быстро на изменения в выбросах загрязняющих веществ. На основе ограниченных данных наблюдений и результатов моделирования в рамках нескольких исследований сделан оценочный вывод о том, что содержание тропосферного озона увеличилось в период после доиндустриальной эры примерно на 35 %, причем в некоторых регионах это увеличение было больше, а в некоторых — меньше. В период с середины 1980-х годов наблюдалось несколько повышений концентраций озона в глобальной тропосфере в большинстве из тех нескольких отдаленных точек, где такое измерение регулярно проводится. Тот факт, что такое повышение не наблюдалось над Северной Америкой и Европой, можно связать с отсутствием длительного увеличения выбросов веществ-предшественников озона с этих континентов. При этом данные с некоторых станций в Азии свидетельствуют о возможном увеличении содержания тропосферного озона, что может быть связано с увеличением выбросов в Восточной Азии. Благодаря тому, что теперь проводится больше исследований с использованием моделей, чем раньше, достоверность оценок воздействия тропосферного озона возросла. Тем не менее эта достоверность все же гораздо меньше, чем для полностью перемешанных парниковых газов, хотя и больше достоверности оценки воздействия аэрозолей. Неопределенности возникают из-за ограниченности информации о распределениях озона в доиндустриальную эру и ограниченности информации, необходимой для оценки смоделированных глобальных трендов в современую эру (т.е. после 1960 г.).

Газы только с косвенным радиационным воздействием

Несколько химически активных газов, включая химически активные разновидности азота (NO_x), моноксид углерода (СО) и летучие органические соединения (ЛОС), частично регулируют окисляющую способность тропосферы так же, как и содержание озона. Эти загрязняющие вещества действуют в качестве косвенных парниковых газов, оказывая свое влияние не только на озон, но и на время существования в атмосфере CH₄ и других парниковых газов. Выбросы NO_x и СО определяются деятельностью человека.

Моноксид углерода определяется как важный косвенный парниковый газ. Осуществленные с помощью моделей расчеты показывают, что выброс 100 Мт СО эквивалентен в смысле пертурбаций, вызываемых парниковыми газами, выбросу примерно 5 Мт CH₄. Содержание СО в атмосфере над северным полушарием примерно в два раза превышает это содержание в южном полушарии и в течение второй половины ХХ столетия оно постоянно возрастало параллельно с процессом индустриализации и ростом населения.

Химически активные разновидности азота NO и NO₂ (совокупность которых обозначается NO_x) являются ключевыми соединениями в химии тропосферы, однако их общее радиационное влияние все еще трудно определить в количественных показателях. Важное значение NO_x в радиационном балансе связано с тем, что повышение концентраций NO_x нарушает существование нескольких парниковых газов; например, происходят уменьшения в концентрациях метана и ХФУ и увеличения в содержании озона в тропосфере. Осаждения продуктов реакции NO_x удобряют биосферу, способствуя тем самым уменьшению концентраций CO₂ в атмосфере. Увеличения концентраций NO_x, запрогнозированные на период 2100 г., хотя их и трудно количественно определить, приведут к значительным изменениям в концентрациях парниковых газов.